蘭州市構建“海綿城市”的可行性探析

楊蕾 吳展齊

[摘 要] 甘肅省蘭州市“海綿城市”的建設基本解決了城市雨洪災害，并為解決城市水資源不合理運用問題提供了新方式。經過對“海綿城市”建設的不斷實踐探索發現，要想最大限度地發揮“海綿城市”優勢，就要采取因地制宜的方式，根據城市自身不同的人文、地理特點制定出最符合本城市的“海綿城市”建設方針，從而改變該城市以往的生態環境，統籌兼顧地解決城市地下水系統和水資源利用等問題。

[關鍵詞] “海綿城市”;可行性;蘭州市

[中圖分類號] TU992 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）03-74-3

“海綿城市”的建設是解決城市內澇災害最為有效的執行方案。本文將對甘肅省蘭州市的城市構造、人文、地理特點以及土壤類型、流域特點進行深入分析，探討建設“海綿城市”對蘭州市發展的重要意義以及“海綿城市”建設的可行性。在建設海綿化城市的進程中將會出現許許多多不可預測的難題，我們可以運用低影響開發理念，積極推行房屋綠化、雨水花園、透水鋪裝、植被淺溝4項基本工程技術措施，致力解決雨水資源不合理運用、立體綠化、房屋綠化等城市問題，從根本上解決蘭州市城市雨洪災害，構建理想的“海綿城市”。

1 “海綿城市”的內涵

2012年在《2012低碳城市與區域發展科技論壇》中，海綿城市概念在我國首次被提出。此后《海綿城市建設技術指南——開發構建低影響雨水系統》中闡述了什么是“海綿城市”[1]。“海綿城市”是指該城市對水資源的合理化運用，當城市水資源充足時對天然水進行吸水、蓄水、凈水、滲水等，當城市水資源短缺時再將儲存好的水資源進行“釋放”并加以利用，使得該城市具有良好的“彈性”。“海綿城市”建設完美契合了我國生態優先、可持續發展的基本原則，使自然措施與人工措施相互融合，強化對城市的規劃、建設、管理，完善城市的生態環保系統。不僅如此，“海綿城市”還可以有效控制雨水徑流，充分發揮建筑、道路、綠地等城市設施對雨水的吸納、蓄滲、釋放作用，是預防城市洪澇災害的重要措施之一。

2 建設“海綿城市”對蘭州市發展的重要意義

2.1 蘭州市城市概況與建設可行性

蘭州市處于我國西北地區、甘肅省中部地帶，是甘肅省的省會城市，同時也是國務院批準確定的中國西北地區重要的工業基地和綜合交通樞紐，是西部地區的重要發展城市之一和絲綢之路經濟帶上的重要節點城市之一。蘭州市位于黃河上游，該地帶地質的90%都是黃土土壤，不僅如此，自重濕陷性土壤分布比較廣泛，形成的地基濕陷等級較高。蘭州市具有全年日照充足、溫差較大、降雨量極不穩定、蒸發強度大等氣候特點，夏季降水量幾乎占據全年降水量的50%。夏季多為暴雨突發季節，常出現短時間的強對流天氣，并伴有雷雨大風出現，極易造成城市道路積水，導致路面淤積、塌方、積水泡車等，形成城市內澇災害[2]。“十三五”以來，為了改變此類狀況，蘭州市秉承科學發展觀和生態環保建設理念，結合城市自身建設特點，提出了一系列解決方針。

2.2 建設“海綿城市”對蘭州市發展的重要意義

“海綿城市”建設需要該城市各個部門統籌兼顧、通力合作。在對蘭州市進行“海綿城市”建設的過程中，涉及城市規劃、園林設計、國土規劃、資源管理和生態環保等眾多部門，致力解決雨水資源不合理運用、立體綠化、房屋綠化等城市問題。

蘭州市所處地形狹窄，城市分區被黃河穿過，形成了“南北兩山夾一河”的地形格局。對蘭州段的黃河流量與含沙量進行統計，年平均流量為894 m3/s，8月豐水期的平均流量為1 314 m3/s，3月枯水期的平均流量為520 m3/s，全年平均含沙量為1 kg/m3，最大含沙量為98 kg/m3。由此可見，黃河蘭州段流域具有水流流速快、含沙量大等特點。

蘭州市建筑歷史悠久，在“海綿化城市”建設過程中，需要面對蘭州市內大規模參差不齊、破爛老舊的污水與雨水排水系統，蘭州市政府應盡快安排部署對各大排水管道進行隱患排查，并及時更換更大口徑的高質量污水管道，在做好雨水回收與污水綜合處理的同時，加強對水資源的循環利用[3]。站在城市可持續發展的角度，“海綿城市”的建設有利于改善蘭州市城市建設：第一，加大對地下水管道的建設力度，增加管道數量，將道路開發和遇水塌陷等安全隱患的發生率降至最低;第二，增加城市綠化面積，選取立體綠化和房屋綠化作為城市綠化試點工程，對城市建筑密度和建筑容積率進行合理把控，嚴格監控城市建筑施工現場改善城市熱島效應，解決風污染，營造良好的空氣環境;第三，廣場、道路、操場等公共設施要采用滲水性較好的材料建筑磚塊，防止暴雨天氣過后出現城市積水現象。另外，路基塌陷是由于黃土濕陷所造成的，對于地基濕陷等級較高的蘭州市來說，路基沉陷現象屢見不鮮。為此，市政府需要對黃土地質的路基塌陷進行防治調查，高度關注雨水下滲問題，對相關資料進行收集并調查研究，掌握黃土地質路段塌陷的原理機制、塌陷條件、影響要素等，科學系統地提出路基塌陷的應對措施和挽救方案[4]。對于蘭州市路基塌陷導致地下水資源流失問題，要有針對性地提出解決措施，完善路基塌陷防排水技術，及時對周邊地區地下水管道進行檢查維修，時刻關注管道漏水現象，改善蘭州市逢雨必澇的現狀。

3 蘭州市建設“海綿城市”所面臨的挑戰

3.1 實現城市全面“海綿化”

小規模的“城市海綿化”難以解決整個蘭州市的城市內澇現象。對全國首批進行“海綿化”的試點城市進行調查顯示，在15個試點城市中，有7個試點城市再次出現城市內澇現象：在近期歸入的30個試點城市中，又有14個城市再現內澇災害，比重將近為50%。此類現象不禁引人深思，為何已經實現“海綿化”的城市頻頻出現內澇災害。經專家調查研究發現，試點城市之所以會再次出現城市內澇災害，原因主要包括2個方面：一方面，“海綿化”建設工程試點時間有限，部分項目還在考察規劃、項目啟動當中;另一方面，“城市海綿化”建設工程是一項系統化建設工程，大部分試點城市的“海綿化”建設規模在25 km2左右，小規模的“城市海綿化”建設區根本無法解決城市整體的內澇現象。

3.2 已建成城區改造難度大，職能部門對建設內容不了解

在“海綿城市”的整體建設進程中存在許許多多已經建成的老舊城區，這些老舊城區由于建筑老舊，年老失修，經常出現城內積水現象。在對這些老舊城區進行“海綿化”改造時會遇到進行房屋綠化后與其他部門政策產生沖突等現象，或引發住戶不滿情緒。當前，蘭州市一些職能部門對于“海綿城市”的建設內容尚不了解。由于各個城市的人文、地理特點不同，“城市海綿化”建設目標與實施方式不同，難以汲取自身有用的經驗，無異于“摸著石頭過河”。

3.3 改造規模大，資金投入高

蘭州市要想實現全方位的“城市海綿化”，勢必需要高額的資金投入。城市規劃部部長曾透露“城市海綿化”建設投資預計為1.0億～1.5億元/km2，地基濕陷等級高地區則有可能達到2.05億元/km2。這些高額的資金投入，不僅僅需要中央政府的財政補助，更需要社會中大資本家的積極參與[5]。社會中大部分企業對“城市海綿化”建設存在一定的認識誤區，社會人群普遍認為該工程項目具有技術門檻高、收入回報少、后期風險不明確等諸多弊端。此外，各大企業對“城市海綿化”建設投資存在一定的顧慮。

4 攻破“海綿城市”建設難點的措施

低影響的開發理念是以模擬自然環境水文條件作為基礎，采用對自然環境源頭進行控制的先進理念方式，實現對自然雨水的控制與利用。我國建設“海綿城市”的主要理念就是以低影響開發理論作為基礎所提出的，可以理解為對城市雨水資源進行重復利用并進行城市開發建設的過程[6]。為此，結合其他城市的建設經驗主要推行房屋綠化、雨水花園、透水鋪裝、植被淺溝4項工程技術措施。

4.1 房屋綠化

房屋綠化是指對不同種類的建筑物體如立交橋面、構筑物面、天臺或者陽臺的向光面進行花草樹木的種植，實現保護生態環境、營造綠色空間的目的。對房屋進行綠化不僅僅可以起到綠化環境的作用，還可以通過種植綠色植物實現土壤蓄水層的吸收和過濾作用，從而有效地減少城市路面徑流量，提高徑流水質質量。在房屋綠化實施過程中，應重點考察當地的降水情況、樓屋結構和適合本地區生長發育的綠色植物。故在實施房屋綠化之前，要根據蘭州市多雨的氣候特點和適宜生長的植被，因地制宜地規劃符合蘭州市城市特點的綠化方案。

4.2 雨水花園

雨水花園是低影響開發過程中最為重要的一項自然雨水收集技術措施，主要是由種植的綠色植物來實現城市對初期自然雨水的收集、過濾、凈化功能。雨水花園通常建設在城市中心地勢較為低洼的地帶，現如今已經被廣泛地應用在居民小區、商業區、工業區等不同功能地帶。雨水花園具有眾多優勢，如建設成本低、便于維護管理、易與當地的自然景觀和人造景觀相互融合等。蘭州市的土壤類型為濕陷型，黃土土層較為深厚，土壤具有較好的滲透性，為自然雨水的儲存提供了較為廣闊的空間。建設一定規模的雨水花園，可以在很大程度上減少自然雨水的徑流總量，從而減輕城市道路路面的徑流污染。

4.3 透水鋪裝

透水鋪裝又稱為透水道路，是一種兼具環保性、生態性的道路建設類型，是指將孔隙率較高、透水透氣性較好的建筑材料應用于建筑路面。路面硬化與城市綠環面積不足是導致蘭州市城市內澇災害的主要因素之一，因此在“海綿城市”建設過程中對道路進行透水鋪裝是極為必要的。道路鋪裝建設材料主要采用生態混凝土，這種材料可以有效地使雨水快速滲入地下，對地下水源進行補充，從而緩解城市熱島效應[7]。生態混凝土不僅可以透水，而且可以透氣，使得城市建筑道路冬暖夏涼，為蘭州市居民營造出適宜的生活環境。

4.4 植被淺溝

植被淺溝是指在地表淺溝中種植綠色植被，可以截留雨水并滲入土壤層中，是一種傳輸雨水并利用植被凈化雨水的綠化設施。雨水流入植被淺溝，通過根系滲入植被土層，增加地下水容量，并且與城市的雨水管網系統相互鏈接，提高了雨水的利用效率。同時，植被淺溝表面一般利用種草進行覆蓋，美化城市環境，凈化雨水資源，還可以調節附近的局部氣候。

5 結語

建設“海綿城市”是預防城市洪澇災害的重要措施之一，同時是城市發展過程中新興理念與城市化形態相互融合的必然結果，蘭州市推行“城市海綿化”是該城市發展的必然要求。在構想建設過程中，必須要堅持綠色生態的發展觀念，遵循人與自然和諧發展。要想最大限度地發揮“海綿城市”優勢，就要采取因地制宜的方式，根據蘭州市的城市構造、人文和地理特點，制定最符合本城市的“海綿城市”建設方針，從而改變該城市以往的生態環境，統籌兼顧地解決城市地下水系統和水資源利用等問題。

參考文獻

[1]劉赟，田恬.屋頂綠化在蘭州建設“海綿城市”中的應用初探[J].中國建材科技，2017（6）：24-25.

[2]朱玲，徐興，朱立國，等.無錫市海綿城市評價指標體系構建與實踐[J].水利規劃與設計，2018（6）：17-18.

[3]戴曉鈺，陳平，沈德林.南方低層住宅樓雨水資源化利用系統在海綿城市中的應用[J].江蘇水利，2019（8）：21-25.

[4]張飛，胡秀云，代勤，等.武漢城區雨水綜合利用可行性及案例分析[J].山西建筑，2016（15）：131-132.

[5]王興超.地下水庫在海綿城市建設中的應用[J].水利水電科技進展，2018（1）：83-87.

[6]劉丹莉，王棟鵬.西安海綿城市建設的探討[J].工業建筑，2016（6）：54-57.

[7]張寧麗，關路鵬，朱陳明，等.地理國情普查成果在海綿城市建設中的應用可行性分析[J].測繪技術裝備，2016（2）：11-14.